夯实算法-最小栈

开启掘金成长之旅！这是我参与「掘金日新计划 · 12 月更文挑战」的22天，点击查看活动详情

题目：LeetCode

设计一个支持 push ，pop ，top 操作，并能在常数时间内检索到最小元素的栈。

实现 MinStack 类:

• MinStack() 初始化堆栈对象。
• void push(int val) 将元素val推入堆栈。
• void pop() 删除堆栈顶部的元素。
• int top() 获取堆栈顶部的元素。
• int getMin() 获取堆栈中的最小元素。

示例 1:

输入：
["MinStack","push","push","push","getMin","pop","top","getMin"]
[[],[-2],[0],[-3],[],[],[],[]]

输出：
[null,null,null,null,-3,null,0,-2]

解释：
MinStack minStack = new MinStack();
minStack.push(-2);
minStack.push(0);
minStack.push(-3);
minStack.getMin();   --> 返回 -3.
minStack.pop();
minStack.top();      --> 返回 0.
minStack.getMin();   --> 返回 -2.

提示：

• $-2^31 <= val <= 2^31 - 1$
• pop、top 和 getMin 操作总是在 非空栈 上调用
• push, pop, top, and getMin最多被调用 $3 * 10^4$ 次

解题思路

用一个辅助栈来保存已知的最小值：栈顶保存的是主栈中的最小值。

每次入栈时，除了把元素入到主栈外，还要与辅助栈顶元素比较，如果新元素更小，同时要入到辅助栈中。 出栈时，如果主栈栈顶元素恰好是最小值，那么也要从辅助栈中出栈。

注意可能的重复，也就是说最小值可能是重复的，所以在入栈辅助时，如果新元素小于或者等于辅助栈顶元素时，就需要入栈，这样不至于出栈时把最小值全搞没了。

至于常规栈的实现，如果自己实现的话，用数组就可以了，栈顶就数组尾部，也不复杂。

代码实现

class MinStack {
    private Stack < Integer > stack;
    private Stack < Integer > mins;

    public MinStack() {
        stack = new Stack < > ();
        mins = new Stack < > ();
    }

    public void push(int val) {
        stack.push(val);
        if (mins.empty() || mins.peek() >= val) {
            mins.push(val);
        }
    }

    public void pop() {
        int val = stack.peek();
        if (val == mins.peek()) {
            mins.pop();
        }
        stack.pop();
    }

    public int top() {
        return stack.peek();
    }

    public int getMin() {
        return mins.peek();
    }
}

/**
 * Your MinStack object will be instantiated and called as such:
 * MinStack obj = new MinStack();
 * obj.push(val);
 * obj.pop();
 * int param_3 = obj.top();
 * int param_4 = obj.getMin();
 */

运行结果

复杂度分析

• 空间复杂度：$O(1)$
• 时间复杂度：$O(1)$

在掘金(JUEJIN)  一起分享知识, Keep Learning!